Ammoniak (NH₃) ist ein bekanntes Kältemittel, das insbesondere in großen Industrieanlagen verwendet werden kann, in denen seine Vorteile ohne Sicherheitseinbußen vollständig zum Einsatz kommen können.
Ammoniak ist für seine vorteilhaften thermodynamischen Eigenschaften bekannt. In vielen Anwendungen übertrifft es synthetische Kältemittel. Es hat jedoch auch eine Reihe von Nachteilen, die die Verwendung von Ammoniak in gewerblichen Anwendungen bisher verhindert haben, wie z. B. Materialverträglichkeit, Toxizität und Entflammbarkeit.
Ammoniak ist ein hocheffizientes Kältemittel. Der theoretische Wirkungsgrad ist etwas höher als der von R134a oder Propan. In der Praxis gibt es Belege dafür, dass die Leistung von Ammoniak sogar noch besser ist als in der Theorie.
Aufgrund der Toxizität und Entflammbarkeit von Ammoniak unterliegen Anlagen, in denen Ammoniak verwendet wird, nationalen Vorschriften. Trotz strenger Regelungen hinsichtlich eines sicheren Betriebs wird gefordert, dass Ammoniakanlagen mit geringeren Füllmengen auskommen sollen, insbesondere in dicht besiedelten Gebieten.
Eine Möglichkeit, den Sicherheitsaspekten Rechnung zu tragen, ist der Einsatz von Ammoniak als Kältemittel in Kombination mit CO₂ bei mittleren oder hohen Temperaturen oder in Kaskadenanwendungen bei Tieftemperatur.
Das Wartungspersonal vor Ort muss für die Handhabung von Ammoniak geschult sein, um einen sicheren Betrieb der Anlage sicherzustellen.
Ammoniak ist ein natürliches Kältemittel. Es hat kein Ozonabbaupotential und kein Treibhauspotential. Zusammen mit seiner Effizienz erweist es sich somit als eines der umweltverträglichsten Kältemittel.
Die Betriebsdrücke von Ammoniak sind mit denen von anderen gängigen Kältemitteln (FKW und KW) vergleichbar, und es besitzt einen relativ hohen Siedepunkt (-33,3 °C). Ammoniak hat ein hohes Fassungsvermögen. Daher sind Ammoniak-Rohrleitungen kleiner als FKW-Rohrleitungen. Es ist jedoch anzumerken, dass die Saugleitungen für Ammoniak größer sind als jene für CO₂.
Ammoniak ist mit allen gängigen Werkstoffen kompatibel, außer mit Kupfer und Messing. Das bedeutet, dass ausschließlich geschweißte Stahlrohre verwendet werden können. Außerdem müssen entweder halbhermetische Verdichter oder vollhermetische Verdichter mit speziellen Motorbeschichtungen oder mit einer Motorverdrahtung aus Aluminium verwendet werden.
Ammoniak ist nicht mit gängigen Ölen mischbar. Darüber hinaus ist Ammoniak leichter als Öl. Dies vereinfacht die Ölrückführung.
Ammoniak ist ein kostengünstiges und im Überfluss verfügbares Kältemittel. Ammoniak-Kälteanlagen sind jedoch relativ teuer, weil Stahlrohre, halbhermetische Verdichter und eine Reihe von Sicherheitsvorrichtungen wie Gaswarngeräte installiert werden müssen.
Zurzeit kommt Ammoniak vor allem in Industriekälteanwendungen zum Einsatz: • Großhandelskühlräume • Tiefkühltunnel • Brauereien • Lebensmittelverarbeitungsbetriebe (Schlachthöfe, Speiseeisfabriken usw.) • Fangschiffe
Bei diesen Anwendungen werden große Füllmengen benötigt. Es wird jedoch ständig daran gearbeitet, Kälteanlagen mit geringer Ammoniak-Füllmenge zu entwickeln, um die günstigen thermodynamischen und ökologischen Eigenschaften von Ammoniak besser zu nutzen. Danfoss und seine Forschungspartner bemühen sich, Kälteanlagen mit geringer Ammoniak-Füllmenge mit neuen fortschrittlichen Regelalgorithmen zu entwickeln, sowie ammoniakoptimierte Wärmetauscher, DX-Anlagen und neue Kaskadenanlagen mit CO₂.
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